射頻識别技術漫談(27)——CPU卡概述

智能卡按安全級别可以分為三類：存儲器卡、邏輯加密卡和cpu卡，其中cpu卡是安全級别最高的。從“cpu”這個名字可以看出，cpu卡最大的特點就是卡片裡面有一個"cpu"，有了cpu我們就可以對卡片程式設計寫入軟體(cos，卡片作業系統)，實作複雜的安全加密算法，是以cpu卡的安全性是最高的。與之形成對比的是，存儲器卡和邏輯加密卡中沒有"cpu"，盡管在我們看來像mifare1卡看起來似乎也很智能，但m1卡裡存在的僅僅是一個專用內建電路(asic)，而不是cpu。

    說到非接觸式cpu卡，就不得不提接觸式cpu卡，因為就cpu卡的靈魂——cos來說，二者遵循的協定基本是一樣的，都是iso7816-4，不同之處在于二者進入cos的方式和途徑，在此以複旦微電的非接觸式cpu卡fm1208m01為例，與接觸式cpu卡進入cos的過程對比如下圖所示。

    cpu卡在進入iso7816-4協定之前所做的都是一些為卡片和讀寫器對話進行的準備工作。接觸式cpu卡的序列比較簡單，卡片插在卡座上，讀寫器給卡片一個複位(reset)信号,卡片回送一個應答atr(answer

to reset),atr由5部分組成：

    (1)初始字元ts：指定字元傳送規則，如果是3b則高電平表示1，低電平表示0，先傳送字元最低有效位；如果是3f

                   則高電平表示0，低電平表示1，先傳送字元最高有效位。

    (2)格式字元t0：指定存在哪些接口字元以及曆史字元的個數。

    (3)接口字元  ：指定協定參數和協定類型

    (4)曆史字元  ：說明諸如制造商、晶片型号等一般資訊

    (5)校驗字元  ：保證atr資料的完整性，使用的是異或校驗

    非接觸式cpu卡得到ats(answer to

select)相對步驟多一些，不過這也是迫不得已，這是由卡片本身的“非接觸”特性決定的。不像接觸式卡片那樣一卡一座，非接觸式卡片由于“無源”和“免接觸”，讀寫器的射頻場中可能同時存在多張卡片，為了從多張卡片中選中一張進行操作，讀寫器要啟動防沖突和卡選擇的過程。由于不能保證射頻場中的卡片都是cpu卡，是以讀寫器選中一張卡片後還要向卡片發送rats指令，cpu卡會回送一個ats響應，此ats與接觸式cpu卡的atr也大同小異，同樣由5部分組成：

    (1)長度字元tl：指出ats的長度，不包括後面的校驗位元組。

    (2)格式字元t0：指定存在哪些接口字元以及卡片能接收的幀的最大長度。

    (4)曆史字元  ：說明諸如制造商、晶片型号、序列号等一般資訊

    (5)校驗字元  ：保證ats資料的完整性，使用的是2位元組crc校驗

    完成atr或ats應答之後，卡片可以進行pps(protocol

parameter selection)協商，也可以不協商而使用預設值。此後就進入7816-4，執行cos指令進行資料交換了。